'UTF-8'
UTF-8の定義
UTF-8 (Unicode Transformation Format-8) は、可変幅の文字エンコーディングで、Unicode標準のすべての可能な文字を表現できます。多言語やスクリプトのテキスト情報をエンコード、デコードするためにコンピュータシステムやアプリケーションで広く使用されています。
UTF-8の動作原理
- UTF-8は、文字を表現するために1から4バイトの可変バイト数を使用します。
- 基本的なASCII文字（0-127）はUTF-8では1バイトで表現され、ASCIIとの後方互換性があります。
- ASCII範囲外の文字は複数のバイトで表現されます。最初のバイトは必要なバイト数を指定し、後続のバイトは文字を表す特定のビットパターンを含みます。
- UTF-8は自己同期するように設計されており、転送中にいくつかのバイトが失われたり破損したりしても、デコーダは正しい文字の境界を特定できます。
UTF-8の利点
- ユニバーサル文字セット: UTF-8はUnicode標準のすべての文字を表現できるため、多言語のアプリケーションやウェブサイトに適しています。
- 後方互換性: UTF-8はASCIIとの後方互換性があり、既存のASCIIエンコードデータも有効なUTF-8エンコードデータです。
- コンパクトな表現: UTF-8は可変幅のエンコーディング方式を使用しているため、多くの言語の共通文字を少ないバイト数で表現でき、データの格納がよりコンパクトになります。
- 広範なサポート: UTF-8はオペレーティングシステム、プログラミング言語、ウェブブラウザによって広くサポートされており、インターネット上のテキストエンコードのデファクトスタンダードとなっています。
例
UTF-8の動作をより理解するために、中国語で「你」（「あなた」を意味する）をエンコードする例を考えてみましょう：
- 「你」のUnicodeコードポイントはU+4F60です。
- UTF-8はコードポイントの値に基づいて必要なバイト数を決定します。U+4F60は0x0800から0xFFFFの範囲内にあるため、3バイトが必要です。
- U+4F60のバイナリ表現は0100111101100000です。
- UTF-8のエンコーディングルールに従い：
- 最初のバイトは、3つの「1」ビットに続けて「0」ビットが始まり、コードポイント値を格納するための2ビットが用意されています。この場合、最初のバイトは11100010となります。
- 残りの2バイトは「10」が始まり、コードポイント値からそれぞれ6ビットが続きます。この場合、2番目のバイトは10011111、3番目のバイトは10100000となります。
- したがって、「你」のUTF-8表現は11100010 10011111 10100000です。
ウェブアプリケーションとシステムでの使用
UTF-8はその広範なサポートと互換性のため、ウェブアプリケーションとシステムの主要な文字エンコーディングとなりました。UTF-8が一般的に使用されるいくつかのケースを以下に示します：
- 国際化: UTF-8は、別々のエンコーディングや変換を必要とせずに、ウェブアプリケーションが複数の言語やスクリプトをサポートできるようにします。
- データベースストレージ: UTF-8でテキストデータを保存すると、多言語コンテンツの保存が可能になり、異なるデータベース間でデータを交換する際に互換性を保証します。
- HTTPコミュニケーション: UTF-8は、HTTPリクエストとレスポンスの文字エンコーディングとしてよく使用され、インターネットを介して送信されるデータが異なるシステムによって正しく解釈されるようにします。
- コンテンツ管理システム: UTF-8は、さまざまな言語で生成されたユーザーコンテンツを扱うコンテンツ管理システムに不可欠であり、コンテンツが正しく表示され保存されることを保証します。
関連用語
- Unicode: Unicodeは、すべての言語とスクリプトのすべての文字に一意のコードポイントを割り当てる文字エンコーディング標準です。UTF-8はUnicode文字を表すために使用されるエンコーディング方式の1つです。
- ASCII: ASCII (American Standard Code for Information Interchange) は情報交換のためのアメリカ標準コードで、英語のアルファベット、数字、および一般的な記号を7ビットバイナリ（合計8ビット）で表します。
- UTF-16: UTF-16は2または4バイトを使用してUnicode文字を表す別の可変幅文字エンコーディング方式です。UTF-8と比較して、ほとんどの共通文字のストレージスペースを多く占有しますが、まだいくつかのシステムで広く使用されています。
- 文字エンコーディング: 文字エンコーディングは、バイナリデータと文字または記号の間のマッピングを定義します。コンピュータシステムにおけるテキスト情報の保存と表示の方法を決定します。